一種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，將超聲波發射裝置分別放在包覆模具、纖維處理管、擠出機機筒上發射超聲波，連續碳纖維束插入纖維處理管和包覆模具中，熱塑性塑料經過擠出機擠出，在包覆模具中與碳纖維復合，經切粒機切粒而成顆粒。本發明專利技術利用超聲波振蕩碳纖維形成眾多微孔結構，增大碳纖維表面積，具有優異的增強效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，屬于材料領域。
技術介紹
碳纖維作為一種新型增強材料，受到越來越多的關注。大部分碳纖維用于增強熱固性樹脂，主要用于航空、汽車等高端領域，但熱固性樹脂無法回收反復利用，一旦廢棄，只能焚燒處理，浪費資源，污染環境。而碳纖維增強熱塑性塑料，廢棄后可回收再利用，是未來發展的趨勢。但是碳纖維非極性，與大部分塑料不相容，且碳纖維表面相對光滑，塑料和碳纖維接觸的表面積較少，影響材料性能，這也是為什么很少有碳纖維增強熱塑性塑料市場化的原因。
技術實現思路
解決的技術問題：針對現有技術存在的不足，本專利技術提供了一種高力學強度的碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法。技術方案：本專利技術提供了四種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，第一種方法包括如下步驟：S1、開啟設置在包覆模具上的超聲波發射裝置；S2、將連續碳纖維束的至少一根碳纖維束插入包覆模具中，插入口垂直于擠出機的軸向；S3、熱塑性塑料加入擠出機中擠出，塑料進入包覆模具中，從垂直于擠出機軸向的出口擠出塑料與碳纖維的混合物，該混合物經過水槽、吹氣裝置及切粒機制成顆粒。所述熱塑性塑料為PE、PP、PA、PET、ABS的一種或多種組合。優選地，所述熱塑性塑料還添加了由抗氧化劑、偶聯劑、相容劑、抗老化劑、顏料、抗靜電劑、防霉劑、潤滑劑、增塑劑、熱穩定劑中的一種或多種組合。第二種獲得碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，包括如下步驟：S1、開啟設置在纖維處理管上的超聲波發射裝置；S2、將連續碳纖維束的至少一根碳纖維束插入纖維處理管后，再插入包覆模具中，插入口垂直于擠出機的軸向；S3、熱塑性塑料加入擠出機中擠出，塑料進入包覆模具中，從垂直于擠出機軸向的出口擠出塑料與碳纖維的混合物，該混合物經過水槽、吹氣裝置及切粒機制成顆粒。第三種獲得碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，包含如下步驟：S1、開啟分別設置在纖維處理管和包覆模具上的超聲波發射裝置；S2、將連續碳纖維束的至少一根碳纖維束插入纖維處理管后，再插入包覆模具中，插入口垂直于擠出機的軸向；S3、熱塑性塑料加入擠出機中擠出，塑料進入包覆模具中，從垂直于擠出機軸向的出口擠出塑料與碳纖維的混合物，該混合物經過水槽、吹氣裝置及切粒機制成顆粒。第四種獲得碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，包含如下步驟：S1、開啟設置在擠出機的第五個機筒到第十個機筒上的一個或幾個超聲波發射裝置；S2、將連續碳纖維束的至少一根碳纖維束從擠出機第四個機筒中插入。S3、熱塑性塑料加入擠出機中擠出，塑料和碳纖維的混合物經過水槽、吹氣裝置及切粒機制成顆粒。有益效果：本專利技術通過在不同的設備上添加超聲波發射裝置，發射的超聲波在碳纖維表面振蕩，產生眾多細微孔隙，增加碳纖維的比表面積，熱塑性塑料更容易浸漬其中，熱塑性塑料和碳纖維的接觸面積大大增強，從而大大增加塑料的力學強度。附圖說明圖1是本專利技術第一種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法示意圖圖2是本專利技術第二種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法示意圖圖3是本專利技術第三種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法示意圖圖4是本專利技術第四種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法示意圖圖中附圖標記的含義：1、超聲波發射裝置，2、包覆模具，3、連續碳纖維束，4、擠出機，5、水槽，6、吹氣裝置，7、切粒機，8、纖維處理管。具體實施方式下面通過實施例的方式進一步說明本專利技術，但本專利技術的保護范圍并不因此局限于下述實施例，而是由本專利技術的權利要求書和說明書限定。實施例1S1、開啟設置在包覆模具上的超聲波發射裝置；S2、將連續碳纖維束的三根碳纖維束插入包覆模具中，插入口垂直于擠出機的軸向；S3、將包括質量分數為93份PP、1份抗氧劑、3份潤滑劑、3份馬來酸酐接枝PP的塑料混合物加入擠出機中擠出，塑料進入包覆模具中，從垂直于擠出機軸向的出口擠出塑料與碳纖維的混合物，該混合物經過水槽、吹氣裝置及切粒機制成顆粒。實施例2S1、開啟設置在纖維處理管上的超聲波發射裝置；S2、將連續碳纖維束的三根碳纖維束插入纖維處理管后，再插入包覆模具中，插入口垂直于擠出機的軸向；S3、將包括質量分數為93份PP、1份抗氧劑、3份潤滑劑、3份馬來酸酐接枝PP的塑料混合物加入擠出機中擠出，塑料進入包覆模具中，從垂直于擠出機軸向的出口擠出塑料與碳纖維的混合物，該混合物經過水槽、吹氣裝置及切粒機制成顆粒。實施例3S1、同時開啟分別設置在纖維處理管和包覆模具上的超聲波發射裝置；S2、將連續碳纖維束的三根碳纖維束插入纖維處理管后，再插入包覆模具中，插入口垂直于擠出機的軸向；S3、將包括質量分數為93份PP、1份抗氧劑、3份潤滑劑、3份馬來酸酐接枝PP的塑料混合物加入擠出機中擠出，塑料進入包覆模具中，從垂直于擠出機軸向的出口擠出塑料與碳纖維的混合物，該混合物經過水槽、吹氣裝置及切粒機制成顆粒。實施例4S1、同時開啟分別設置在擠出機的第六個機筒和第七個機筒的超聲波發射裝置；S2、將連續碳纖維束的三根碳纖維束從擠出機第四個機筒中插入。S3、將包括質量分數為93份PP、1份抗氧劑、3份潤滑劑、3份馬來酸酐接枝PP的塑料混合物加入擠出機中擠出，塑料和碳纖維的混合物經過水槽、吹氣裝置及切粒機制成顆粒。為了更好地說明本專利技術，比較不同的制備方法之間的優劣，對各實施例采用相同的配方得到的顆粒進行注塑得到標準樣條，并采用行業內的標準測試方法對產品進行彎曲強度測試，同時，結合對比例進行比較，對比例為相同配方無超聲波處理的相應樣條，測試結果見表1。表1實施例1-4及對比例測試結果對比序號實施例彎曲強度1實施例1982實施例2923實施例31134實施例41065對比例86從表1可見，本專利技術的各實施例制備出的產品，產品的彎曲強度大大提高，說明超聲波改性的產品具有良好的效果。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，其特在于，包含如下步驟：S1、開啟設置在包覆模具（2）上的超聲波發射裝置(1)；S2、將連續碳纖維束（3）的至少一根碳纖維束插入包覆模具（2）中，插入口垂直于擠出機（4）的軸向；S3、熱塑性塑料加入擠出機（4）中擠出，塑料進入包覆模具（2）中，從垂直于擠出機（4）軸向的出口擠出塑料與碳纖維的混合物，該混合物經過水槽（5）、吹氣裝置（6）及切粒機（7）制成顆粒。

【技術特征摘要】
1.一種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，其特在于，包含如下步驟：S1、開啟設置在包覆模具（2）上的超聲波發射裝置(1)；S2、將連續碳纖維束（3）的至少一根碳纖維束插入包覆模具（2）中，插入口垂直于擠出機（4）的軸向；S3、熱塑性塑料加入擠出機（4）中擠出，塑料進入包覆模具（2）中，從垂直于擠出機（4）軸向的出口擠出塑料與碳纖維的混合物，該混合物經過水槽（5）、吹氣裝置（6）及切粒機（7）制成顆粒。2.根據權利要求1所述一種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：S1、開啟設置在纖維處理管（8）上的超聲波發射裝置(1)；S2、將連續碳纖維束（3）的至少一根碳纖維束插入纖維處理管（8）后，再插入包覆模具（2）中，包覆模具（2）的插入口垂直于擠出機（4）的軸向；S3、熱塑性塑料加入擠出機（4）擠出，塑料進入包覆模具（2）中，從垂直于擠出機（4）軸向的出口擠出塑料與碳纖維的混合物，該混合物經過水槽（5）、吹氣裝置（6）及切粒機（7）制成顆粒。3.根據權利要求1或2所述一種碳纖維增強熱塑性塑料顆粒的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：S1、開啟分別設置在纖維處理管（8）和包覆模具（2）上的超聲波發射裝置（...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許世華，何軍，李靖，馬長城，嚴永剛，
申請(專利權)人：江蘇旭華圣洛迪建材有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32